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《上海交通大学》 2011年
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混合H_2/H_∞指标鲁棒模型预测控制器的设计

黄鹤  
【摘要】:模型预测控制自上世纪70年代问世以来,被认为是能够显式地处理约束的有效先进过程控制策略。在实际应用中,由于不可避免地存在外界扰动以及系统不确定性,鲁棒模型预测控制(RMPC)作为模型预测控制(MPC)的重要分支,近年来越来越受到各界的广泛关注。针对一个控制器如何使其闭环系统保持稳定性和具有满意的系统性能是现代预测控制综合理论的一个重要问题。 在鲁棒预测控制的研究领域中,分别以H_2和H∞为指标的鲁棒预测控制的稳定性和性能已得到了较好的解决,但对于同时能处理性能和扰动的混合H_2 /H∞指标的鲁棒预测控制,针对不同的系统,在系统性能、鲁棒性、可行域和在线计算量之间如何得到一个很好的权衡仍有待解决。本文以此为出发点,分别针对不同的系统,研究了混合H_2 /H∞指标的鲁棒预测控制,分析了闭环系统的性能、鲁棒性、可行域和在线计算量,得到了下列结果: 针对以往混合H_2 /H∞指标鲁棒预测控制设计不能确保递归可行性的问题,通过附加新的系统约束,使系统具有稳定性保证,并有较好的控制性能。进一步采用离线设计在线综合的策略,减少在线计算量。 针对多胞不确定系统和结构不确定系统,提出了混合H_2 /H∞多步鲁棒预测控制算法,该算法减少了设计反馈控制律的保守性,扩大了初始可行域,并获得了更好的系统性能。进一步采用了离线设计椭圆不变集,在线优化组合系数的方法,以降低在线计算量并获得更好的系统性能。其中针对结构不确定系统的混合H_2 /H∞鲁棒预测控制算法,引入输入状态稳定的方法证明其稳定性。 针对系统执行器饱和问题,本文针对原执行器饱和预测控制算法的不足,提出了新的算法,从而改进了系统性能。进一步为了满足多目标控制的需求,针对带有执行器饱和的不确定系统,考虑了执行器饱和的混合H_2 /H∞鲁棒预测保性能控制问题,提出了执行器饱和的混合H_2 /H∞的鲁棒预测控制算法。 针对时滞不确定系统的鲁棒预测控制问题,提出针对时滞系统的混合H_2 /H∞鲁棒预测控制算法,同时针对时滞问题的混合H_2 /H∞鲁棒预测控制进行了可行性分析。最后将时滞系统的混合H_2 /H∞鲁棒预测控制算法推广至不确定系统。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP13

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 石艳妮,贾影;鲁棒控制理论的研究与发展[J];重庆工业高等专科学校学报;2004年06期
2 张羽飞,冯汝鹏,王茂;H_2/H_∞混合优化问题综述[J];信息与控制;2002年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱广斌;线性时滞系统的鲁棒性研究[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年02期
2 刘静;;基于预测控制理论的水产品价格模型[J];安徽农业科学;2011年36期
3 张庆丰;郑睿;陈宗祥;;一种基于滚动窗口的AGV动态路径规划算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年02期
4 吴丽娟;DMC-PID串级控制算法[J];鞍山钢铁学院学报;2000年02期
5 杨瑞;黄天民;郝光;;广义不确定时滞系统的T-S模糊保性能控制[J];安阳工学院学报;2007年04期
6 孙德辉;郝冬冬;李志军;;考虑网络丢包的网络化控制系统的广义预测控制[J];北方工业大学学报;2009年01期
7 刘湘黔,徐洪泽;线性不确定动态时滞系统的鲁棒镇定[J];北方交通大学学报;2003年02期
8 周福恩,毕效辉;基于遗传算法的动态矩阵预测控制算法[J];兵工自动化;2005年01期
9 梁瑾;宋科璞;;基于滚动预测原理的移动机器人路径规划[J];兵工自动化;2010年06期
10 曾建平,程鹏,张力军;状态反馈H_∞控制问题可解条件的简化[J];北京航空航天大学学报;2002年01期
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1 李德伟;席裕庚;;有界扰动系统基于集结的鲁棒预测控制器设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 ;Design of a VSC Controller of Reduced Inputs for Satellite Formation Flying[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 张颖;巢志骏;席裕庚;;预测调度算法在单机问题中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 王孝红;吴姝芹;申涛;范勇;;灰色预测控制及在篦冷机系统中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 王平;田学民;;一种基于敏感度方程的非线性预测控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 郑鹏远;席裕庚;李德伟;;基于参数李雅普诺夫函数的鲁棒约束预测控制器的综合设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 李会军;叶宾;;一种基于递归BP神经网络的多步预测控制方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 何德峰;宋秀兰;杨马英;;反馈线性化构造性预测控制及在CSTR中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
9 薛美盛;王振;赵铁彪;;多模型模糊修正广义预测控制仿真研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 ;Fault-Tolerant Control of Delayed Uncertain Systems with Sensor Faults Using RMPC[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
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1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
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4 王欢;多轴车辆转向系统与悬架系统集成控制研究[D];吉林大学;2011年
5 程远雄;永磁同步直线电机推力波动的优化设计研究[D];华中科技大学;2011年
6 修观;非线性模型预测控制方法在滑翔弹道控制中的应用研究[D];南京理工大学;2011年
7 李鹏;基于系统辨识的太阳能—相变蓄热新风供暖系统控制策略研究[D];北京邮电大学;2011年
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9 闻继伟;随机切换系统的模型预测控制研究[D];江南大学;2011年
10 陈立生;基于支持向量机的木材干燥预测控制技术[D];东北林业大学;2011年
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1 李娜;基于神经网络的非线性系统H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
2 武海博;预测函数控制系统的鲁棒性研究[D];郑州大学;2010年
3 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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10 王世明;基于模糊控制与遗传算法的两步法预测控制在三级液位系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
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6 武立军;;三维末制导律的鲁棒动态逆设计方法研究[J];系统工程与电子技术;2007年08期
7 王国胜;谢永成;吕强;刘峰;;线性系统的鲁棒容错控制设计方法[J];装甲兵工程学院学报;2009年04期
8 汤恒胜;匡麟玲;周祖成;陆建华;;低轨卫星网络中的自适应速率网络编码[J];清华大学学报(自然科学版);2009年10期
9 许洪贵;赵琨;田英杰;;鲁棒半监督ν-支持向量分类机[J];系统科学与数学;2010年02期
10 陈建国,冯国楠;一种自适应鲁棒伺服系统的设计[J];控制理论与应用;1984年04期
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7 李德伟;席裕庚;;有界扰动系统基于集结的鲁棒预测控制器设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 张清江;王新民;李俨;;基于Matlab的多指标约束鲁棒飞行控制器设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 余瑶;钟宜生;;多工作点加速度计组合件高精度鲁棒温度控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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2 熊伟 整理;回到“多媒体”交流的“村落”[N];计算机世界;2002年
3 ;SMART技术经典影片播放自如[N];中国计算机报;2002年
4 高悦;IPass扩展无线技术[N];中国计算机报;2004年
5 高愉;新无线MAN支持数百个连接[N];中国计算机报;2004年
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7 本报记者 李颖 实习生 蒋秀娟;面部识别鉴定身份真的可靠吗?[N];科技日报;2006年
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1 黄鹤;混合H_2/H_∞指标鲁棒模型预测控制器的设计[D];上海交通大学;2011年
2 沈超;不确定系统分析与综合及其在飞行控制中的应用[D];东北大学;2009年
3 贺乃宝;近空间飞行器抗干扰鲁棒飞行控制研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 盛云龙;离散时间约束不确定线性系统的鲁棒预测控制[D];浙江大学;2003年
5 马龙华;不确定系统的鲁棒优化方法及应用研究[D];浙江大学;2001年
6 朱永红;非线性不确定系统鲁棒自适应控制研究[D];南京航空航天大学;2003年
7 鲁(?);不确定Lur'e时滞系统的鲁棒控制研究[D];浙江大学;2004年
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9 毕卫平;不确定非线性系统的鲁棒H_∞控制问题[D];郑州大学;2002年
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8 高丽君;复杂系统的鲁棒自适应控制问题研究[D];曲阜师范大学;2004年
9 王建英;不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制与保成本H_∞控制[D];内蒙古师范大学;2010年
10 郑紫微;鲁棒控制系统的GA和H~∞混合优化设计[D];大连海事大学;2000年
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